(57)【要約】【課題】  被焼成体の素焼き工程又は本焼き工程に先立って乾燥工程を実行するマイクロ波焼成炉を得る。【解決手段】  マイクロ波焼成炉は、マイクロ波の輻射によってキャビティ内の被焼成体を焼成する際に、被焼成体の素焼き工程又は本焼き工程に先立って乾燥工程を実施する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉であって、
前記被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行う乾燥手段を具備することを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【請求項２】
マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉であって、
前記被焼成体の焼成温度を測定する焼成温度測定手段と、
前記被焼成体の焼成温度に基づき、乾燥、素焼き、本焼きに見合った加熱を行うように前記マグネトロンの出力を制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行うことを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【請求項３】
前記制御手段は、乾燥、素焼き、本焼きを一連の連続した焼成パターンとして実行することを特徴とする請求項２に記載のマイクロ波焼成炉。
【請求項４】
マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成処理するプログラムであって、
炉内に設置した温度センサの検出値から前記被焼成体の焼成温度を測定する焼成温度測定手順と、
前記被焼成体の焼成温度に基づいて前記マグネトロンの出力を制御して前記被焼成体を乾燥させる乾燥手順と、
前記被焼成体の乾燥後、前記被焼成体の焼成温度に基づいて前記マグネトロンの出力を制御して前記被焼成体を素焼きする素焼き手順と、
前記被焼成体の素焼き後、前記被焼成体の焼成温度に基づいて前記マグネトロンの出力を制御して前記被焼成体を本焼きする本焼き手順と、
を有し、コンピュータによって前記各手順を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陶芸用のマイクロ波焼成炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
陶芸用焼成炉として、マイクロ波を利用したマイクロ波焼成炉が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来のマイクロ波焼成炉は、素焼きを行う焼成パターンと本焼きを行う焼成パターンとを備えており、予め乾燥された被焼成体を８０〜２００℃程度で加熱してその含水率が略０％になるまで更に乾燥した後、最終的に７００℃程度で焼成する素焼きを行い、この素焼き終了後に１２００℃程度の加熱温度で本焼きを行う。
なお、以降、本明細書で云う乾燥とは、素焼きに先立って行う、所謂、生土乾燥と呼ぶもので、被焼成体の含水率を約２５％から６〜８％程度までにすることを指す。この乾燥には、これまで日陰での天日乾燥やヒータを用いた専用の乾燥機等が用いられている。なお、マイクロ波焼成炉のほかに、ヒータを用いた電気炉と呼ばれる焼成炉もある（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７５４５８号公報
【特許文献２】特開平１１−１１６３２１号公報
【特許文献３】特開２００２−８７８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のマイクロ波焼成炉においては、素焼き及び本焼きを行う機能は備えているものの、乾燥機能を備えたものはない。そのため、マイクロ波焼成炉は、電気炉に比べ焼成時間が短縮できても製品完成までには依然として長時間を要した。因みに、日陰での天日乾燥では３日〜７日程、またヒータを用いた電気炉では、約６０℃，６０％程度の高温高湿の条件下で１日程かかっている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行うことができるマイクロ波焼成炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は下記構成により達成される。
（１）  マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉であって、前記被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行う乾燥手段を具備することを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【０００７】
（２）  マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉であって、前記被焼成体の焼成温度を測定する焼成温度測定手段と、前記被焼成体の焼成温度に基づき、乾燥、素焼き、本焼きに見合った加熱を行うように前記マグネトロンの出力を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行うことを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【０００８】
（３）  上記（２）に記載のマイクロ波焼成炉において、前記制御手段は、乾燥、素焼き、本焼きを一連の連続した焼成パターンとして実行することを特徴とするマイクロ波焼成炉。
【０００９】
（４）  マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成処理するプログラムであって、炉内に設置した温度センサの検出値から前記被焼成体の焼成温度を測定する焼成温度測定手順と、前記被焼成体の焼成温度に基づいて前記マグネトロンの出力を制御して前記被焼成体を乾燥させる乾燥手順と、前記被焼成体の乾燥後、前記被焼成体の焼成温度に基づいて前記マグネトロンの出力を制御して前記被焼成体を素焼きする素焼き手順と、前記被焼成体の素焼き後、前記被焼成体の焼成温度に基づいて前記マグネトロンの出力を制御して前記被焼成体を本焼きする本焼き手順と、を有し、コンピュータによって前記各手順を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）及び（２）に記載のマイクロ波焼成炉によれば、マイクロ波の輻射によってキャビティ内の被焼成体を焼成する際に、被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行うので、従来よりも短時間で焼成を完了させることが可能となり、使い勝手の良いマイクロ波焼成炉を提供することができる。
【００１１】
上記（３）に記載のマイクロ波焼成炉によれば、乾燥、素焼き、本焼きを一連の連続し焼成パターンとして実行するので、途中の人手による温度管理など不用にして、極めて簡単に製品を作製することができる。
【００１２】
上記（４）に記載のプログラムによれば、マイクロ波の輻射によって被焼成体を焼成する際に、素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行うので、従来よりも短時間に焼成を完了させることが可能となり、使い勝手の良いマイクロ波焼成炉を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施の形態に係るマイクロ波焼成炉を詳細に説明する。
図１は本発明に係わるマイクロ波焼成炉の一実施の形態の外観を示す斜視図、図２はこのマイクロ波焼成炉の電気的構成を示すブロック図である。
この実施の形態に係るマイクロ波焼成炉１は、庫内に被焼成体を収容するためのキャビティ２と、操作パネル部３と、電気回路部４とを備えて構成され、特に従来品と異なる点は素焼きを行う焼成工程又は本焼きを行う焼成工程に先立って乾燥を行う乾燥工程を有している点である。
【００１４】
キャビティ２は、不図示の被焼成体を収容して焼成する部分であり、外部より操作パネル部３の操作により焼成工程が選択されることで、マグネトロン５（図２参照）からマイクロ波が輻射されて、被焼成体を加熱する。
【００１５】
電気回路部４は、図２に示すように、キャビティ２内の温度を検出するための熱電対１０と、この熱電対１０より発生する熱起電力電圧を増幅する増幅回路１１と、増幅された熱起電力電圧をディジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換回路１２と、マグネトロン５を駆動するマグネトロン駆動回路１３と、Ａ／Ｄ変換回路１２より入力されるディジタル電圧値に基づいてマグネトロン駆動回路１３を制御するとともに、操作パネル３と相互接続されたマイクロコンピュータ（以下、単に「マイコン」と呼ぶ。）１４とを備えている。
【００１６】
操作パネル３は、マイコン１４が接続された表示部３Ａ及びマイコン１４と接続した入力キー部３Ｂを備える。
なお、熱電対１０、増幅回路１１、Ａ／Ｄ変換回路１２及びマイコン１４は、本明細書で云う焼成温度測定手段を構成する。また、マイコン１４は、上記した記載からも明らかなように、マグネトロン５の出力を制御する制御手段にも対応する。
【００１７】
マグネトロン駆動回路１３は、マイコン１４から出力される制御信号に応じてマグネトロン５をオン／オフ制御する。
マイクロコンピュータ１４は、内部に有するメモリ１４Ａに格納された制御プログラムに従って装置各部を制御し、被焼成体に対し素焼き又は本焼きの焼成パターンを実行するとともに、後述する乾燥のための加熱制御を行う。この場合、Ａ／Ｄ変換回路１２から出力されるディジタル電圧値を乾燥温度データ又は焼成温度データに変換し、これらの温度データと、操作パネル３の入力キー部３Ｂからの入力情報とに応じて制御信号を生成してマグネトロン駆動回路１３に入力する。
【００１８】
すなわち、マイコン１４は、「乾燥」、「素焼き」、「本焼き」又は「ユーザ設定された時間、温度」のそれぞれにおいて最適な焼成を行うための制御信号を生成する。特に、乾燥、素焼き、本焼きを連続して行う場合には、図３に示すように、乾燥工程である前処理工程から開始し、この前処理工程の実施を含む制御信号を生成する。前処理工程の焼成温度は、マイクロ波により急激な加熱を回避し水蒸気爆発を回避する為に水の沸点温度以下の任意温度に設定される。また、焼成時間も被加熱体の水分を徐々に蒸発させるために好適な任意時間に設定される。
【００１９】
ここで、マイコン１４のメモリ１４Ａに格納されたプログラムのうち、被焼成体を焼成する処理は、以下の手順を有する。
（１）キャビティ２内に設置した熱電対１０の検出値から被焼成体の焼成温度を測定する焼成温度測定手順；
（２）被焼成体の焼成温度に基づいてマグネトロン５の出力を制御して被焼成体を乾燥させる乾燥手順；
（３）被焼成体の乾燥後、被焼成体の焼成温度に基づいてマグネトロン５の出力を制御して被焼成体を素焼きする素焼き手順；
（４）被焼成体の素焼き後、被焼成体の焼成温度に基づいてマグネトロン５の出力を制御して被焼成体を本焼きする本焼き手順；
【００２０】
また、マイコン１４は、被焼成体の焼成の経過状態を操作パネル３の表示部３Ａにて表示する。図４は操作パネル部３の拡大図であり、表示部３ａがパネル上方に配置されており、入力キー部３ｂが表示部３ａの下部に配置されている。
入力キー部３ｂには、焼成モード設定キー２０、温度・時間表示部２１、数値設定キー２２、運転・停止キー２３、ドアロック・解除キー２４が設けられている。
焼成モード設定キー２０は、被焼成体を生土乾燥させるコースを選択するための乾燥キー、被焼成体を素焼きするコースを選択するための素焼きキー、被焼成体を本焼きするコースを選択するための本焼きキー、被焼成体を好みの焼成温度及び焼成時間で加熱するコースを選択するためのお好みキーの４種類のキーからなる。
【００２１】
温度・時間表示部２１には、マイコン１４によって制御されている被焼成体の加熱中の現行の温度または時間が表示されるとともに、数値設定キー２２にて温度を設定する操作が行われた場合の温度が表示され、或いは、数値設定キー２２にて時間を設定する操作が行われた場合の時間が表示される。
設定した温度又は時間は、保存キーを操作することで保存され、取消キーを操作することでクリアできる。また、数値設定キー２２は、ドアロック・解除キー２４の操作にてドアロック設定された場合にドアロック状態となり、解除設定された場合にドアロック状態が解除される。
【００２２】
図５は、操作パネル部３の表示部３ａに表示される焼成パターンの一例であり、横軸が時間軸であり、縦軸が温度軸である。時間軸方向と温度軸方向それぞれに複数の表示灯Ｌｇが配置されており、乾燥及び焼成の進行に応じていずれかの表示灯Ｌｇが点灯する。
被焼成体は、乾燥を行う前処理工程から開始される。この前処理工程が行われることで、被焼成体は乾燥されて、その含水率が６〜８％程度の１桁台になる。この前処理工程後では、乾燥工程が実施中であることを示す乾燥の表示灯Ｌｇが点灯する。乾燥工程が終了（被焼成体の含有率が６％未満になる）すると、被焼成体は焼成温度が温度工程１〜温度工程４へと順次移行され、また加熱時間も時間１〜時間７へと順次移行される。この焼成過程の変遷に伴って、表示灯Ｌｇが順次点灯して現在実施中の焼成工程を示す。素焼きパターン及び本焼きパターンによる焼成が完了すると、終了を示す表示灯Ｌｇが点灯される。
【００２３】
このように、素焼き又は本焼きに先立つ前処理工程として、乾燥処理を行うことにより、被加熱物の水蒸気爆発による破壊を回避し、マイクロ波焼成炉の短時間による焼成を行うことが可能となる。
【００２４】
特に、焼成モード設定キー２０の「乾燥キー」を操作した場合は、乾燥のみ行われ、「素焼きキー」を操作した場合は、乾燥を含む素焼きが行われる。また、「本焼きキー」を操作した場合は、乾燥及び素焼きを含む本焼きが行われる。さらに「お好みキー」を操作した場合は、数値設定キー２２でそれぞれ設定された温度及び時間で焼成が行われる。
【００２５】
次に、上記構成のマイクロ波焼成炉の動作を説明する。
まず装置に電源が投入されていない状態でユーザが操作パネル部３の入力キー部３Ｂにある運転・停止キーを操作すると、電源が投入されて稼動状態となる。マイコン１４は入力待ち状態となる。この状態でユーザがキャビティ２内に被焼成体を入れて、例えば操作パネル部３の入力キー部３Ｂにある本焼きキーを操作すると、マイコン１４は、Ａ／Ｄ変換回路１２から逐次出力されるキャビティ２内の温度に応じたディジタル電圧値より制御信号を生成してマグネトロン駆動回路１３に入力し、被焼成体を本焼きするための制御を行う。そして、焼成開始時から時間の経過に従って操作パネル部３の表示部３Ａの時間軸上と温度軸上の各表示灯Ｌｇを点灯させて、焼成の進行具合を表示する。
【００２６】
本焼き、素焼きを問わず最初に乾燥する前処理工程を行い、被焼成体の含水率を生土の状態である約２５％から６〜８％程度の１桁まで減少させる。このときマイクロ波を使用することから、従来のような日陰での自然乾燥やヒータを用いた電気炉での加熱乾燥よりも短時間で乾燥させることができる。因みに、従来の日陰での天日乾燥では３日〜７日ほどを要し、ヒータによる電気炉では１日（６０℃、６０％）程度かかる。これに対し、マイクロ波焼成炉を使用した場合には３時間ほどで完了する。そして、この前処理工程後は、温度工程１〜温度工程４に至る焼成工程が順次行われて焼成が完了する。
【００２７】
以上のように、本実施の形態に係るマイクロ波焼成炉によれば、マイクロ波の輻射によってキャビティ内の被焼成体を焼成する際に、被焼成体の素焼き又は本焼きに先立って乾燥を行うので、被焼成体の水蒸気爆発による破壊を防止して後工程での素焼き及び本焼きを良好にする。しかも、この乾燥に要する時間も従来行われていた天日乾燥や電気炉による乾燥よりも短時間で行うことができ、素焼き工程及び本焼き工程における時間の短縮化と合わせて、極めて短時間に被焼成体の製品化が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
マイクロ波を利用して被焼成体を焼成するマイクロ波焼成炉に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るマイクロ波焼成炉における焼成パターンの一例を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施の形態に係るマイクロ波焼成炉の操作パネルを示す図である。
【図５】図４の操作パネルの表示部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  マイクロ波焼成炉
２  キャビティ
３  操作パネル
３Ａ  表示部
３Ｂ  入力キー部
４  電気回路部
５  マグネトロン
１０  熱電対
１１  熱電対起電力
１２  Ａ／Ｄ変換回路
１３  マグネトロン駆動回路
１４  マイコン
１４Ａ  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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